JP6676833B1 - 液晶表示素子用シール剤の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
滴下工法では、まず、2枚の電極付き基板の一方に、ディスペンスにより枠状のシールパターンを形成する。次いで、シール剤が未硬化の状態で液晶の微小滴を基板のシール枠内に滴下し、真空下で他方の基板を重ね合わせ、シール剤の硬化を行い、液晶表示素子を作製する。現在この滴下工法が液晶表示素子の製造方法の主流となっている。
このような狭額縁設計に伴い、液晶表示素子において、画素領域からシール剤までの距離が近くなっており、シール剤によって液晶が汚染されることによる表示むらが生じやすくなっている。特に、近年、液晶表示素子の高視野角化が進んでいるが、高視野角化した液晶表示素子に従来のシール剤を用いた場合、液晶汚染が生じやすいという問題があった。
また、別の態様の本発明は、ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又はレゾルシノールジグリシジルエーテルと、1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物とを反応させて得られた1分子中に3つ以上の芳香環を有するジエポキシ化合物の一方のエポキシ基を、塩基性触媒の存在下で(メタ)アクリル酸と反応させることによって下記式(3)で表される化合物を製造する工程と、得られた式(3)で表される化合物を含む硬化性樹脂を、少なくともラジカル重合開始剤と混合する工程とを有する液晶表示素子用シール剤の製造方法である。
以下、上記(A)水素結合性官能基価が0.0030mol/g以上であり、分子量が500以上1200以下であり、エポキシ基を有さず、1分子中に3つ以上の芳香環を有する(メタ)アクリル化合物を「本発明にかかる(メタ)アクリル化合物」ともいう。また、以下、上記(B)水素結合性官能基価が0.0030mol/g以上であり、分子量が500以上1200以下であり、1分子中に3つ以上の芳香環を有する部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂を「本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂」ともいう。
また、近年、液晶表示素子の高視野角化に対応して、高極性化した液晶が用いられることが多くなっているが、本発明の液晶表示素子用シール剤は、このような高極性化した液晶に対しても低液晶汚染性に優れるものとなる。
上記硬化性樹脂は、本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び/又は本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂を含む。本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び/又は本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂を含むことにより、本発明の液晶表示素子用シール剤は、接着性、透湿防止性、及び、低液晶汚染性に優れるものとなる。
なお、本明細書において上記「(メタ)アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味し、上記「(メタ)アクリル化合物」は、(メタ)アクロイル基を有する化合物を意味し、上記「(メタ)アクロイル」は、アクリロイル又はメタクリロイルを意味する。また、上記「部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂」は、1分子中に2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物の一部のエポキシ基を(メタ)アクリル酸と反応させて得られる、1分子中にエポキシ基と(メタ)アクリロイル基とをそれぞれ1つ以上有する化合物を意味する。
なお、本明細書において上記「水素結合性官能基価」は、化合物1分子中の水素結合性官能基数を当該化合物の重量平均分子量で除することにより求められる値である。上記水素結合性官能基数は、分子量分布のある化合物、即ち、分子量の異なる複数の成分を含む化合物の場合は、そのうちの含有割合が最大である成分(主成分)の1分子中の水素結合性官能基数を意味する。
また、本明細書において上記「重量平均分子量」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で溶媒としてテトラヒドロフランを用いて測定を行い、ポリスチレン換算により求められる値である。GPCによってポリスチレン換算による重量平均分子量を測定する際に用いるカラムとしては、例えば、Shodex LF−804(昭和電工社製)等が挙げられる。
なお、本明細書において上記「分子量」は、分子構造が特定される化合物については、構造式から求められる分子量であるが、重合度の分布が広い化合物及び変性部位が不特定な化合物については、重量平均分子量を用いて表す場合がある。
上記芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等が挙げられる。なかでも、ベンゼン環が好ましい。
また、本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂は、1分子中に3つ以上の共役六員環を有することが好ましい。例えば、ベンゼン環は共役六員環1つと数え、ナフタレン環は共役六員環が2つ、アントラセン環は共役六員環が3つと数える。
なお、1分子中の芳香環や共役六員環の数は、分子量分布のある化合物、即ち、分子量の異なる複数の成分を含む化合物の場合は、そのうちの含有割合が最大である成分(主成分)の1分子中の芳香環や共役六員環の数を意味する。
即ち、まず、ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又はレゾルシノールジグリシジルエーテルと、1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物とを反応させ、1分子中に3つ以上の芳香環を有するジエポキシ化合物を得る。次いで、得られた1分子中に3つ以上の芳香環を有するジエポキシ化合物の全てのエポキシ基を、常法に従って塩基性触媒の存在下で(メタ)アクリル酸と反応させることにより、上記式(1)で表される化合物を得ることができる。
上記式(1)におけるR3をR2と異なる2価の芳香族基とするには、上記ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又は上記レゾルシノールジグリシジルエーテルと、上記1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物とについて、それぞれ異なる2価の芳香族基を有するものを用いればよい。
なお、(メタ)アクリル酸と上記ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又は上記レゾルシノールジグリシジルエーテルとの縮合反応により得られる化合物を用いた場合、副生成物の存在により水素結合性官能基価を0.030mol/g以上とすることが困難となる。そのため、このような化合物を用いている市販のエポキシ(メタ)アクリレートは、本発明にかかる(メタ)アクリル化合物とはならない。
即ち、上記ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又は上記レゾルシノールジグリシジルエーテルと、上記1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物とを反応させ、1分子中に3つ以上の芳香環を有するジエポキシ化合物を得る。得られた1分子中に3つ以上の芳香環を有するジエポキシ化合物の一方のエポキシ基を、常法に従って塩基性触媒の存在下で(メタ)アクリル酸と反応させることにより、上記式(3)で表される化合物を得ることができる。
上記式(3)におけるR7をR6と異なる2価の芳香族基とするには、上記ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又は上記レゾルシノールジグリシジルエーテルと、上記1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物とについて、それぞれ異なる2価の芳香族基を有するものを用いればよい。
なお、(メタ)アクリル酸と上記ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又は上記レゾルシノールジグリシジルエーテルとの縮合反応により得られる化合物を用いた場合、副生成物の存在により水素結合性官能基価を0.030mol/g以上とすることが困難となる。そのため、このような化合物を用いている市販の部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂は、本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂とはならない。
上記その他の硬化性樹脂を含有する場合、上記硬化性樹脂100重量部中における上記式(1)で表される本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び/又は本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂の含有量の好ましい下限は5重量部、好ましい上限は80重量部である。本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び/又は本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂の含有量がこの範囲であることにより、得られる液晶表示素子用シール剤が接着性、透湿防止性、及び、低液晶汚染性により優れるものとなる。本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び/又は本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂の含有量のより好ましい下限は10重量部、より好ましい上限は50重量部である。
また、上記その他のエポキシ化合物としては、本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂以外のその他の部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂として、これらのエポキシ化合物の一部のエポキシ基を(メタ)アクリル酸と反応させることにより得られる化合物を用いることもできる。
上記その他の(メタ)アクリル化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル化合物、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。なかでも、エポキシ(メタ)アクリレートが好ましい。また、上記その他の(メタ)アクリル化合物は、反応性の観点から分子中に(メタ)アクリロイル基を2個以上有するものが好ましい。
なお、本明細書において上記「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート又はメタクリレートを意味し、上記「エポキシ(メタ)アクリレート」とは、エポキシ化合物中の全てのエポキシ基を(メタ)アクリル酸と反応させた化合物のことを表す。
上記ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ソルビトール、トリメチロールプロパン、カーボネートジオール、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカプロラクトンジオール等が挙げられる。
上記ヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記二価のアルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
上記三価のアルコールとしては、例えば、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン等が挙げられる。
上記エポキシ(メタ)アクリレートとしては、例えば、ビスフェノールA型エポキシアクリレート等が挙げられる。
上記東亞合成社製のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、M−1100、M−1200、M−1210、M−1600等が挙げられる。
上記ダイセル・オルネクス社製のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、EBECRYL210、EBECRYL220、EBECRYL230、EBECRYL270、EBECRYL1290、EBECRYL2220、EBECRYL4827、EBECRYL4842、EBECRYL4858、EBECRYL5129、EBECRYL6700、EBECRYL8402、EBECRYL8803、EBECRYL8804、EBECRYL8807、EBECRYL9260等が挙げられる。
上記根上工業社製のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、アートレジンUN−330、アートレジンSH−500B、アートレジンUN−1200TPK、アートレジンUN−1255、アートレジンUN−3320HB、アートレジンUN−7100、アートレジンUN−9000A、アートレジンUN−9000H等が挙げられる。
上記新中村化学工業社製のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、U−2HA、U−2PHA、U−3HA、U−4HA、U−6H、U−6HA、U−6LPA、U−10H、U−15HA、U−108、U−108A、U−122A、U−122P、U−324A、U−340A、U−340P、U−1084A、U−2061BA、UA−340P、UA−4000、UA−4100、UA−4200、UA−4400、UA−5201P、UA−7100、UA−7200、UA−W2A等が挙げられる。
上記共栄社化学社製のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、AH−600、AI−600、AT−600、UA−101I、UA−101T、UA−306H、UA−306I、UA−306T等が挙げられる。
上記ラジカル重合開始剤としては、光照射によりラジカルを発生する光ラジカル重合開始剤、加熱によりラジカルを発生する熱ラジカル重合開始剤等が挙げられる。
上記光ラジカル重合開始剤としては、具体的には例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−1−ブタノン、2−(ジメチルアミノ)−2−((4−メチルフェニル)メチル)−1−(4−(4−モルホリニル)フェニル)−1−ブタノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、1−(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、1−(4−(フェニルチオ)フェニル)−1,2−オクタンジオン2−(O−ベンゾイルオキシム)、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等が挙げられる。
上記光ラジカル重合開始剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記熱ラジカル重合開始剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
なお、本明細書において上記「高分子アゾ化合物」とは、アゾ基を有し、熱によって(メタ)アクリロイル基を硬化させることができるラジカルを生成する、数平均分子量が300以上の化合物を意味する。
なお、本明細書において、上記数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で溶媒としてテトラヒドロフランを用いて測定を行い、ポリスチレン換算により求められる値である。GPCによってポリスチレン換算による数平均分子量を測定する際のカラムとしては、例えば、Shodex LF−804(昭和電工社製)等が挙げられる。
上記アゾ基を介してポリアルキレンオキサイド等のユニットが複数結合した構造を有する高分子アゾ化合物としては、ポリエチレンオキサイド構造を有するものが好ましい。
上記高分子アゾ化合物としては、具体的には例えば、4,4’−アゾビス(4−シアノペンタン酸)とポリアルキレングリコールの重縮合物や、4,4’−アゾビス(4−シアノペンタン酸)と末端アミノ基を有するポリジメチルシロキサンの重縮合物等が挙げられる。
上記高分子アゾ開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、VPE−0201、VPE−0401、VPE−0601、VPS−0501、VPS−1001(いずれも富士フイルム和光純薬社製)等が挙げられる。
また、高分子ではないアゾ開始剤としては、例えば、V−65、V−501(いずれも富士フイルム和光純薬社製)等が挙げられる。
上記熱硬化剤としては、例えば、有機酸ヒドラジド、イミダゾール誘導体、アミン化合物、多価フェノール系化合物、酸無水物等が挙げられる。なかでも、有機酸ヒドラジドが好適に用いられる。
上記熱硬化剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記有機酸ヒドラジドのうち市販されているものとしては、例えば、大塚化学社製の有機酸ヒドラジド、味の素ファインテクノ社製の有機酸ヒドラジド、日本ファインケム社製の有機酸ヒドラジド等が挙げられる。
上記大塚化学社製の有機酸ヒドラジドとしては、例えば、SDH、ADH等が挙げられる。
上記味の素ファインテクノ社製の有機酸ヒドラジドとしては、例えば、アミキュアVDH、アミキュアVDH−J、アミキュアUDH、アミキュアUDH−J等が挙げられる。
日本ファインケム社製の有機酸ヒドラジドとしては、例えば、MDH等が挙げられる。
上記無機充填剤としては、例えば、シリカ、タルク、ガラスビーズ、石綿、石膏、珪藻土、スメクタイト、ベントナイト、モンモリロナイト、セリサイト、活性白土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素、硫酸バリウム、珪酸カルシウム等が挙げられる。
上記有機充填剤としては、例えば、ポリエステル微粒子、ポリウレタン微粒子、ビニル重合体微粒子、アクリル重合体微粒子等が挙げられる。
上記充填剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記シランカップリング剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記チタンブラックは、1μmあたりの光学濃度(OD値)が、3以上であることが好ましく、4以上であることがより好ましい。上記チタンブラックの遮光性は高ければ高いほどよく、上記チタンブラックのOD値に好ましい上限は特にないが、通常は5以下となる。
また、遮光剤として上記チタンブラックを配合した本発明の液晶表示素子用シール剤を用いて製造した液晶表示素子は、充分な遮光性を有するため、光の漏れ出しがなく高いコントラストを有し、優れた画像表示品質を有する液晶表示素子を実現することができる。
上記三菱マテリアル社製のチタンブラックとしては、例えば、12S、13M、13M−C、13R−N、14M−C等が挙げられる。
上記赤穂化成社製のチタンブラックとしては、例えば、ティラックD等が挙げられる。
また、上記チタンブラックの体積抵抗の好ましい下限は0.5Ω・cm、好ましい上限は3Ω・cmであり、より好ましい下限は1Ω・cm、より好ましい上限は2.5Ω・cmである。
なお、上記遮光剤の一次粒子径は、NICOMP 380ZLS(PARTICLE SIZING SYSTEMS社製)を用いて、上記遮光剤を溶媒(水、有機溶媒等)に分散させて測定することができる。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、本発明の液晶表示素子が高極性化した液晶を用いてなるものである場合であっても、低液晶汚染性に優れるものとなる。
上記高極性化した液晶としては、具体的には例えば、極性基を有する液晶分子を用いたもの等が挙げられる
上記極性基としては、例えば、フルオロ基、クロロ基、シアノ基等が挙げられる。
更に、本発明の液晶表示素子を製造する際の本発明の液晶表示素子用シール剤の塗布幅は1mm以下であることが好ましい。
まず、基板に本発明の液晶表示素子用シール剤をスクリーン印刷、ディスペンサー塗布等により塗布し、枠状のシールパターンを形成する工程を行う。次いで、本発明の液晶表示素子用シール剤等が未硬化の状態で液晶の微小滴をシールパターンの枠内全面に滴下塗布し、すぐに別の基板を重ね合わせる工程を行う。その後、シールパターン部分に紫外線等の光を照射してシール剤を光硬化させる工程を行う方法により、液晶表示素子を得ることができる。また、シール剤を光硬化させる工程に加えてシール剤を加熱して硬化させる工程を行ってもよい。
反応フラスコに、ビスフェノールFジグリシジルエーテル(三菱ケミカル社製、「EXA−830CRP」)780重量部と、ビスフェノールF250重量部と、溶媒としてメチルイソブチルケトン250重量部と、触媒としてトリフェニルホスフィン0.5重量部とを加え、マントルヒーターを用いて120℃で8時間撹拌して反応させた。得られた溶液にアクリル酸216重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Aを得た。
1H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Aは、上記式(1)で表される化合物(R1は水素原子、R2及びR3は式(2−1)で表される基(R4はメチレン基、pは0)、nは1)を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Aの重量平均分子量は1100、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0036mol/gであった。
反応フラスコに、レゾルシノールジグリシジルエーテル550重量部と、レゾルシノール(東京化成工業社製)136重量部と、溶媒としてメチルイソブチルケトン250重量部と、触媒としてトリフェニルホスフィン0.5重量部とを加え、マントルヒーターを用いて120℃で8時間撹拌して反応させた。得られた溶液にアクリル酸216重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Bを得た。
1H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Bは、上記式(1)で表される化合物(R1は水素原子、R2及びR3は式(2−2)で表される基(qは0)、nは1)を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Bの重量平均分子量は700、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0057mol/gであった。
反応フラスコに、ビスフェノールFジグリシジルエーテル780重量部と、レゾルシノール136重量部と、溶媒としてメチルイソブチルケトン250重量部と、触媒としてトリフェニルホスフィン0.5重量部とを加え、マントルヒーターを用いて120℃で8時間撹拌して反応させた。得られた溶液にアクリル酸216重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Cを得た。
1H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Cは、上記式(1)で表される化合物(R1は水素原子、R2は式(2−1)で表される基(R4はメチレン基、pは0)、R3は式(2−2)で表される基(qは0)、nは1)を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Cの重量平均分子量は1100、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0036mol/gであった。
反応フラスコに、ビスフェノールFジグリシジルエーテル780重量部と、ビスフェノールF250重量部と、溶媒としてメチルイソブチルケトン250重量部と、触媒としてトリフェニルホスフィン0.5重量部とを加え、マントルヒーターを用いて120℃で8時間撹拌して反応させた。得られた溶液にアクリル酸90重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Dを得た。
1H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Dは、上記式(3)で表される化合物(R5は水素原子、R6及びR7は式(4−1)で表される基(R8はメチレン基、pは0)、mは1)を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Dの重量平均分子量は900、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0033mol/gであった。
反応フラスコに、ビスフェノールFジグリシジルエーテル780重量部と、レゾルシノール136重量部と、溶媒としてメチルイソブチルケトン250重量部と、触媒としてトリフェニルホスフィン0.5重量部とを加え、マントルヒーターを用いて120℃で8時間撹拌して反応させた。得られた溶液にアクリル酸90重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Eを得た。
1H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Eは、上記式(3)で表される化合物(R5は水素原子、R6は式(4−1)で表される基(R8はメチレン基、pは0)、R7は式(4−2)で表される基(qは0)、mは1)を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Eの重量平均分子量は800、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0038mol/gであった。
硬化性樹脂Fとして、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジメタクリレート(日立化成社製、「ファンクリルFA−321M」、1分子中の芳香環数2、重量平均分子量900、水素結合性官能基なし)を用いた。
反応フラスコに、レゾルシノールジグリシジルエーテル550重量部、アクリル酸216重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Gを得た。
1H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Gは、上記式(1)における、R1が水素原子、R2が式(2−2)で表される基(qは0)、nが0であるものに相当する化合物を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Gの重量平均分子量は400、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0050mol/gであった。
反応フラスコに、ビスフェノールFジグリシジルエーテル780重量部と、アクリル酸216重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Hを得た。
1H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Hは、上記式(3)における、R5が水素原子、R6が式(4−1)で表される基(R8はメチレン基、pは0)、mが0であるものに相当する化合物を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Hの重量平均分子量400、水素結合性官能基(水酸基)価0.0025mol/g)を得た。
反応フラスコに、4,4’−ビス(グリシジルオキシ)ビフェニル745重量部と、4,4’−ジヒドロキシビフェニル233重量部と、溶媒としてメチルイソブチルケトン250重量部と、触媒としてトリフェニルホスフィン0.5重量部とを加え、マントルヒーターを用いて120℃で8時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Iを得た。
1H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Iは、下記式(5)で表される化合物を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Iの重量平均分子量は800、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0025mol/gであった。
反応フラスコに、レゾルシノールジグリシジルエーテル550重量部と、1,6−ヘキサンジオール148重量部と、溶媒としてメチルイソブチルケトン250重量部と、触媒としてトリフェニルホスフィン0.5重量部とを加え、マントルヒーターを用いて120℃で8時間攪拌して反応させた。得られた溶液にアクリル酸216重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Jを得た。
1H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Jは、上記式(1)で表される化合物(R1は水素原子、R2は式(2−2)で表される基(qは0)、R3はヘキサメチレン基、nは1)を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Jの重量平均分子量は800、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0050mol/gであった。
表1に記載された配合比に従い、各材料を、遊星式撹拌装置(シンキー社製、「あわとり練太郎」)にて撹拌した後、セラミック3本ロールにて均一に混合して実施例1〜5、比較例1〜5の液晶表示素子用シール剤を得た。
実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤について以下の評価を行った。結果を表1に示した。
実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤100重量部に対して平均粒子径5μmのスペーサー粒子(積水化学工業社製、「ミクロパールSP−2050」)1重量部を遊星式撹拌装置によって均一に分散させた。スペーサー粒子を分散させたシール剤の極微量をガラス基板(20mm×50mm×厚さ0.7mm)の中央部に取り、同型のガラス基板をその上に重ね合わせた。液晶表示素子用シール剤を押し広げ、メタルハライドランプを用いて3000mJ/cm2の紫外線を照射した後、120℃で1時間加熱してシール剤を硬化させ、接着試験片を得た。
得られた接着試験片について、テンションゲージを用いて接着強度を測定した。接着強度が3.5kg/cm2以上であった場合を「◎」、3.0kg/cm2以上3.5kg/cm2未満であった場合を「○」、2.5kg/cm2以上3.0kg/cm2未満であった場合を「△」、接着強度が2.5kg/cm2未満であった場合を「×」として接着性を評価した。
実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤を、平滑な離型フィルム上にコーターを用いて厚さ200〜300μmとなるように塗布した。次いで、メタルハライドランプを用いて3000mJ/cm2の紫外線を照射した後、120℃で1時間加熱してシール剤を硬化させ、透湿度測定用フィルムを得た。JIS Z 0208の防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)に準じた方法で透湿度試験用カップを作製し、得られた透湿度測定用フィルムを取り付け、80℃、90%RHの恒温恒湿オーブンに投入して透湿度を測定した。得られた透湿度の値が、60g/m2・24hr未満であった場合を「○」、61g/m2・24hr以上80g/m2・24hr未満であった場合を「△」、81g/m2・24hr以上であった場合を「×」として透湿防止性を評価した。
2枚のラビング済み配向膜及び透明電極付き基板の一方に、実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤を正方形の枠を描くようにディスペンサーで塗布してシールパターンを形成した。形成したシールパターンの内側に液晶表示素子用シール剤を点打ちした。
続いて、極性基としてシアノ基を有する液晶分子を含む液晶(東京化成工業社製、「4−ペンチル−4−ビフェニルカルボニトリル」)の微小滴を透明電極付き基板のシール剤の枠内全面に滴下塗布し、真空中にてもう一方の基板を重ね合わせた。真空を解除した後、外枠シール部分にメタルハライドランプを用いて3000mJ/cm2の紫外線を照射した。この時、点打ちした液晶表示素子用シール剤には紫外線が照射されないようにマスクをした。その後、120℃で1時間加熱して液晶表示素子用シール剤を硬化させることにより、液晶表示素子を得た。
得られた液晶表示素子について、点打ちしたシール剤周辺のむらにより液晶汚染性を判断した。むらが全くなかった場合を「◎」、むらがかすかにあった場合を「○」、むらが少しあった場合を「△」、むらがかなりあった場合を「×」として低液晶汚染性を評価した。
Claims (2)
- ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又はレゾルシノールジグリシジルエーテルと、1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物とを反応させて得られた1分子中に3つ以上の芳香環を有するジエポキシ化合物の全てのエポキシ基を、塩基性触媒の存在下で(メタ)アクリル酸と反応させることによって下記式(1)で表される化合物を製造する工程と、
得られた式(1)で表される化合物を含む硬化性樹脂を、少なくともラジカル重合開始剤と混合する工程とを有する
ことを特徴とする液晶表示素子用シール剤の製造方法。
- ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又はレゾルシノールジグリシジルエーテルと、1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物とを反応させて得られた1分子中に3つ以上の芳香環を有するジエポキシ化合物の一方のエポキシ基を、塩基性触媒の存在下で(メタ)アクリル酸と反応させることによって下記式(3)で表される化合物を製造する工程と、
得られた式(3)で表される化合物を含む硬化性樹脂を、少なくともラジカル重合開始剤と混合する工程とを有する
ことを特徴とする液晶表示素子用シール剤の製造方法。
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